SU1497285A1

SU1497285A1 - Installation for electrochemical machining

Info

Publication number: SU1497285A1
Application number: SU874335910A
Authority: SU
Inventors: Галина Андреевна Базалий; Алексей Гаврилович Бруква; Григорий Степанович Грищенко; Маргарита Анатольевна Маринич; Геннадий Давид-Берович Сарховский
Original assignee: Институт сверхтвердых материалов АН УССР
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-07-30

Abstract

Изобретение относитс к электрохимическому оборудованию, а точнее к ваннам, в которых осуществл етс электрохимическое растворение металлов, и может быть использовано дл очистки мелкодисперсных материалов от металлических может быть использовано дл очистки мелкодисперсных материалов от металлических примесей в частности в производстве порошков синтетических сверхтвердых материалов. Цель изобретени - повышение качества и снижение потерь конечного продукта при очистке мелкодисперсного материала от металлических примесей. При включении двигател 8 через шкивы 7 и 16 приход т в относительное вращение с определенным режимом ванна 4, диск 19 и корпус 12 с закрепленным на нем катодом 13. Через подвижный канал 21 подают электролит, который принимает вследствие центробежного пол кольцевую форму, концентричную аноду 9, при этом он перемешиваетс . Через канал 21 подают мелкодисперсный материал, который под действием того же пол перемещаетс по поверхности диска 19 и оказываетс контактно прижатым к поверхности анода 9 кольцеобразным слоем. При этом из-за диаметра диска 19, большего диаметра перегородки 7, обеспечиваетс поступление свежего электролита к обрабатываемому материалу, наход щемус на аноде. При включении технологического тока происходит анодное растворение металлической фазы исходного продукта, ионы металла перемещаютс от анода 9 к катоду 13. При этом благодар перегородке 17 шлам не загр зн ет повторно материал. После завершени анодного растворени металлической фазы прекращают подачу тока и электролита, выключают двигатели. Электролит сливаетс через отверсти 18, а оставшийс на аноде 9 материал сползает и оказываетс сосредоточенным на перегородке 17. После полной остановки вращени открывают крышки 20 и 22 и извлекают обработанный материал. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to electrochemical equipment, and more specifically to baths in which the electrochemical dissolution of metals is carried out, and can be used to clean fine materials from metallic materials can be used to clean fine materials from metallic impurities, in particular in the manufacture of powders of synthetic superhard materials. The purpose of the invention is to improve the quality and reduce the loss of the final product when cleaning fine material from metal impurities. When the engine 8 is turned on through the pulleys 7 and 16, the bath 4, the disk 19 and the housing 12 with the cathode 13 fixed on it with a certain mode come through. Electrolyte is fed through the movable channel 21, which, due to the centrifugal floor, takes an annular shape concentric to the anode 9 while it is stirred. A fine material is fed through the channel 21, which, under the action of the same floor, moves along the surface of the disk 19 and is brought into contact with the annular layer pressed against the surface of the anode 9. In this case, due to the diameter of the disk 19, the larger diameter of the partition 7, fresh electrolyte is supplied to the material being processed located on the anode. When the process current is turned on, the anodic dissolution of the metal phase of the initial product occurs, the metal ions move from the anode 9 to the cathode 13. Moreover, due to the partition 17, the slurry does not re-contaminate the material. After completion of the anodic dissolution of the metal phase, the flow of current and electrolyte is stopped, the motors are turned off. The electrolyte is discharged through the holes 18, and the material remaining at the anode 9 slides and becomes concentrated on the partition 17. After the rotation stops completely, the covers 20 and 22 are opened and the treated material is removed. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

7979

г2r2

314314

включении дпигател 8 через шкивы 7 и 16 приход т п относительное вращение с определенным режимом ванна 4, диск 19 и корпус 12 с закрепленным на нем катодом 13. Через подвижный канал 21 подают электролит, который принимает вследствие центробежного пол кольцевую форму, концентричную аноду 9, при этом он перемешиваетс . Через канал 21 подают мелкодисперсный материал, который под действием того же пол перемещаетс по поверхности диска 19 и оказываетс контактно прижатым к поверхности анода 9 кольцеобразным слоем. При этом из-за диаметра диска 19, большего диаметра перегородки 17, обеспечиваетс подача свежего электролита кswitching the puller 8 through the pulleys 7 and 16 to receive n relative rotation with a certain mode, the bath 4, the disk 19 and the housing 12 with the cathode 13 fixed on it 13. Electrolyte is fed through the movable channel 21, which, due to the centrifugal floor, takes an annular shape concentric to the anode 9, while it is stirred. A fine material is fed through the channel 21, which, under the action of the same floor, moves along the surface of the disk 19 and is brought into contact with the annular layer pressed against the surface of the anode 9. In this case, due to the diameter of the disk 19, the larger diameter of the partition 17, fresh electrolyte is supplied to

5 45 4

обрабатываемому материалу, наход щемус на аноде. При включении технологического тока происходит анодное растворение металлической фазы исходного продукта, ионы металла перемещаютс от анода 9 к катоду 13. При этом благодар перегородке 17 шлам не загр зн ет повторно материал. После завершени анодного растворени металлической фазы прекращают подачу тока и электролита, выключают двигатели . Электролит сливаетс через отверсти 18, а оставшийс на аноде 9the material being processed, located at the anode. When the process current is turned on, the anodic dissolution of the metal phase of the initial product occurs, the metal ions move from the anode 9 to the cathode 13. Moreover, due to the partition 17, the slurry does not re-contaminate the material. After completion of the anodic dissolution of the metal phase, the flow of current and electrolyte is stopped, the motors are turned off. The electrolyte is discharged through the holes 18 and the remaining at the anode 9

материал сползает и ока з ываетс .сосредоточенным на перегородке 17. Пос- ле полной остановки вращени открывают крышки 20 и 22 и извлекают обработанный материал. 1 ил.the material creeps in and is centered on the partition 17. After the rotation stops completely, the covers 20 and 22 are opened and the treated material is removed. 1 il.

Изобретение относитс к, электрохимическому оборудованию, а точнее к ваннам, в которых осуществл етс процесс электрохимического растворени металлов, и может быть использовано дл очистки мелкодисперсных материалов от металлических примесей, в частности в технологии производств порошков синтетичь ских сверхтвердых материалов.The invention relates to electrochemical equipment, and more specifically to baths, in which the process of electrochemical dissolution of metals is carried out, and can be used for cleaning fine materials from metallic impurities, in particular in the technology of producing powders of synthetic superhard materials.

Цель изобретени - повьшхение кат чества и снижение потерь конечного продукта при очистке мелкодисперсного материала от металлических примесей .The purpose of the invention is to increase the rolling quality and reduce the loss of the final product during the purification of the fine material from metallic impurities.

На чертеже изображено устройство. Установка включает корпус 1, в котором на подшипниках 2 смонтирован полый вал 3 ванны 4, изготовленной из токопровод щего материала. На валу 3 закреплены контактное кольцо 5, электрически св занное с положи- тельным полюссзм источника 6 технологического тока и шкив 7, св занный с электродвигателем 8. На внутренней поверхности ванны 4 закреплен анод 9, выполненный в виде пустотелого цилиндра из материала (например, графита), не подверженного анодному растворению в примен емом электролите . Внутри полого вала 3 на подшипниках 10, вьпюлненных из неэлектропровод щего материала .(например, фторопласта), смонтирован вал 11, на котором закреплен корпус 12 из не- электропрово;ищего материала, несущий на себе катод 13, св занный шиной 14 с валом 11. На валу 11 также установлены контактное кольцо 15, электрически св занное с отрицательным полюсом источника 6м. технологического тока и шкив 16, св занный с двигателем 8. Анод 9 и катод 13 установлены со смещением вдоль оси вращени ванны 4, между ними размещена кольцеобразна перегородка 17 с буртом, вьтолненна из нетокопро- вод щего материала. Дно и стенка ванны 4 в зоне расположени катода 13 имеют нетокопровод щее покрытие (например, гуммированны). В дне ванны 4 на радиусе г имеетс отверстие 18. На корпусе 12 установлен сплошной нетокопровод щий диск 19, наружный диаметр которого больше внут- ренне.го диаметра, кольцевой перегородки 17. Сверху ванна 4 закрыта крышкой 20, защищенной изнутри некото провод щим покрытием, Крьш1ка 20 имеет центральное отверстие, в которое вдаетс воронка подвод щего канала 21, закрепленна на 22, В корпусе 1 имеетс сливной канал 23.The drawing shows the device. The installation includes a housing 1 in which a hollow shaft 3 of a bath 4 made of a conductive material is mounted on bearings 2. A contact ring 5 connected electrically to the positive pole of the process current source 6 and a pulley 7 connected to an electric motor 8 are fixed to the shaft 3. An anode 9 is made on the inner surface of the bath 4 and is made in the form of a hollow cylinder made of a material ), not subject to anodic dissolution in the electrolyte used. Inside the hollow shaft 3, on bearings 10, extruded from a non-electrically conductive material. (For example, fluoroplastic), shaft 11 is mounted on which the body 12 is fixed non-electrically, looking for a material that carries the cathode 13 connected to the tire 14 with the shaft 11 On the shaft 11 there is also installed a slip ring 15, electrically connected to the negative pole of the source 6 m. the process current and the pulley 16 connected to the motor 8. The anode 9 and the cathode 13 are installed displaced along the axis of rotation of the bath 4, between them there is a ring-shaped partition 17 with a collar filled with non-conducting material. The bottom and wall of the bath 4 in the area of the cathode 13 have a non-conductive coating (for example, gummed). There is an opening 18 in the bottom of the bath 4 on the radius r. On the housing 12 there is a solid nonconductive disk 19, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the annular partition 17. From above, the bath 4 is covered with a cover 20, protected from the inside by some conductive coating, Kryshka 20 has a central opening into which a funnel of the inlet channel 21 is inserted, fixed to 22. In the housing 1 there is a drainage channel 23.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

Включают двигатель 8, От шкивов, закрепленных на валу двигател вращение передаетс шкивам 7 и 16, причем диаметры шкивов в передаче выбраны таким образом, что валы 2 и 11 имеют относительное вращение с. незначительной скоростью (20 60 об/мин). Лбсолютное же значение скорости вращени вала 3 с ванной 4 выбираетс таким,чтобы величина центробежного ускорени на радиусе г сливного отверсти 18 была хот бы не менее, чем на пор док- больше ускорени свободного падени , т.е. а W 2 lOg, где а - величина центробежного ускорени ; W - величина угловой скорости ванны.4; г - радиус расположени сливного отверсти 18, Подают электролит через подвод щий канал 21. В услови х сформированного описанным образом центробежного пол электролит преобретает форму кольцеобразного концентричного аноду сло с внутренним радиусом г, избыток электролита сливаетс через отверстие 18 и далее из корпуса 1 через сливной канал 23. Вследствие относите-пьного вращени валов 3 и 11 происходит перемешивание электролита . Через подвод щий канал 21 подают подлежащий обработке, мелкодисперсный -материал, содержащий металлическую фазу. Под действием центробежных сил он перемещаетс по поверхности диска 19 и оказываетс прижатым к поверхности анода 9 и надежно удерживаетс на ней. Вследствие этого , при надлежащем выборе скорости вращени ванны, обрабатываемый материал не имеет тенденции к уносу из анодной зоны, даже если осуществл ть непрерывную прокачку электролита через ванну. При этом, так как наружный диаметр диска 19 больше, чем внутренний диаметр перегородки -7, - происходит надежное поступление свежих порций электролита непосредственно к наход щемус на аноде обрабатываемому материалу. При включении источника технологического тока осуществл етс анодное растворение металлической фазы исходного продукта, ионы металла перемещаютс от анода 9 к катоду 13, металл осаждаетс на катоде. При этом, благодар тому, что анод и катод смещены вдоль оси вращени ванны 4 и разделены кольцевой перегородкой 17, отрывающиес с катода частицы металла (шлам) под действием центробежных сил сосредотачиваютс в зоне, отделенной от анодного пространства перегородкой 17, т.е. не загр зн ют повторно материал , наход щийс на аноде. ПослеThe motor 8 is turned on. From the pulleys attached to the motor shaft, the rotation is transmitted to the pulleys 7 and 16, and the diameters of the pulleys in the gear are chosen so that the shafts 2 and 11 have relative rotation c. insignificant speed (20 60 rpm). The absolute value of the speed of rotation of the shaft 3 from the bath 4 is chosen so that the magnitude of the centrifugal acceleration at the radius r of the drain hole 18 is at least at least dock more than the acceleration of free fall, i.e. and W 2 lOg, where a is the value of centrifugal acceleration; W is the angular velocity of the bath.4; d - radius of location of the drain hole 18. The electrolyte is supplied through the supply channel 21. Under the conditions of the centrifugal floor formed in the manner described, the electrolyte takes the form of an annular concentric anode layer with an inner radius g, the excess electrolyte is discharged through the hole 18 and then from the housing 1 through the drain channel 23. Due to the relative rotation of the shafts 3 and 11, the electrolyte is stirred. Through the inlet channel 21, a finely dispersed material containing the metal phase to be processed is supplied. Under the action of centrifugal forces, it moves along the surface of the disk 19 and is pressed against the surface of the anode 9 and is securely held on it. Consequently, with proper selection of the rotational speed of the bath, the material being processed does not tend to be carried away from the anode zone, even if the electrolyte is continuously pumped through the bath. In this case, since the outer diameter of the disk 19 is larger than the internal diameter of the partition wall -7, there is a reliable flow of fresh portions of electrolyte directly to the material being processed on the anode. When the process current source is switched on, anodic dissolution of the metal phase of the initial product is carried out, metal ions move from the anode 9 to the cathode 13, and the metal is deposited on the cathode. In this case, due to the fact that the anode and cathode are displaced along the axis of rotation of the bath 4 and separated by an annular partition 17, metal particles (sludge) detached from the cathode under the action of centrifugal forces are concentrated in the zone separated from the anode space by a partition 17, i.e. do not re-contaminate the material on the anode. After

завершени процесса анодного растворени металлической фазы прекращают подачу технологического тока и шектролита, включают электродвигатель 8. Происходит выбег двигател и ванны. По мере постепенного замедлени чащи уменьшаетс центробежное ускорение, электролит заливает сливQ ное отверстие 18 и сливаетс через него, ос гавшийс на аноде материал (очищенный от металла продукт синтеза ), сползает с анода и оказываетс сосредоточенным на кольцевой перего5 родке 17, удержива сь на ней благодар наличию бурта. После полной остановки вращени ванны открывают крышки 22 и 20, извлекают обработанный материал. Последующие циклы об0 работки осуществл ют аналогичным образом .The completion of the anodic dissolution process of the metal phase stops the flow of the process current and the electrolyte, turns on the electric motor 8. The motor and the bath run out. As the deceleration gradually decelerates, centrifugal acceleration decreases, the electrolyte floods the drain hole 18 and drains through it, the material (a metal-free synthesis product) that is left at the anode, slides off the anode and becomes concentrated on the ring intersection 17, holding onto it the presence of collar. After the rotation of the bath is completely stopped, the covers 22 and 20 are opened and the treated material is removed. Subsequent machining cycles are carried out in the same way.

Таким образом, предлагаема установка , в отличие от известной, обес5 печивает повьпиение качества электрохимической обработки мелкодисперсного материала при очистке его от металлической фазы, снижа потери материала , расход химических реактивовThus, the proposed installation, in contrast to the known, ensures that the quality of the electrochemical treatment of finely divided material is improved when cleaning it from the metal phase, reducing material loss, and the consumption of chemical reagents.

0 в 5-6 раз, трудозатраты в 2 раза, стоимость процесса в 1,5-2 раза.0 5-6 times, labor costs 2 times, the cost of the process 1.5-2 times.

Claims

Invention Formula

one . A plant for the electrochemical treatment of predominantly dispersed materials, comprising a bath with electrodes and a rotational drive, characterized in that

the purpose of increasing and reducing the loss of the final product when cleaning fine material from metal impurities, the anode is made in the form of a hollow cylinder, fixed

on the inner side surface of the bath, and the cathode is displaced along the axis of rotation relative to the anode, separated from it by a radial annular partition and is driven by rotation.

2. Installation according to claim 1, which is equipped with a disk installed perpendicular to the axis of rotation in the upper part of the bath and connected to a rotational drive of the cathode, the disk having a diameter exceeding the size of the hole in the radial ring partition .